向高端类IMU应用迈步—国产IMU技术应用分析

上一期中挑选了国外三家知名的IMU厂商的主流IMU产品进行盘点分析。可以看到，国外主流的IMU厂商都在精度和低耗上下足了功夫，同时都在发力向高端IMU市场进军推出解决方案。

 

这一期我们将视线转回国内，来看看国内MEMS厂商旗下产品。

 

深迪半导体 SH系列

 

早在2017年深迪半导体作为国内首家且批量生产消费类6轴IMU厂商，主推了两款SH200Q和SH200L打破了国外垄断局面，通过与MEMS、ASIC晶圆制造及封测厂紧密合作，完成了一系列的性能、良率优化提升及可靠性测试工作。

 

现在深迪六轴惯性测量单元IMU主打SH3011、SH3001、SH2100这三种型号。

 

（SH3011，图源：深迪官网）

 

SH3011是一款针对TWS耳机市场开发的IMU+force（应力应变）传感器，是全球首款融合应力测量的MEMS惯性传感器，具有检测应力且不影响IMU本身输出的效果。force传感器可以准确测量在按捏中产生的应力，并进行输出，还能准确分辨多次按捏和长捏的应力变化。SH3011优质的IMU功能，提供敲击检测、点头和摇头等头控算法输出，给姿态识别、耳机跌落检测等功能提供了开放的空间。

 

这一款用了14 Pins LGA，在尺寸上做到了国外产品的小尺寸；陀螺仪量程覆盖±125， ±250，±500，±1000，±2000，加速度计量程覆盖±2，±4，±8，±16，与上一期中的标杆产品无异。这一款IMU在TWS耳机和智能门锁行业应用广泛。

 

（SH3001，图源：深迪官网）

 

六轴IMU传感器SH3001事国内首款适用手机的六轴惯性传感器，集成三轴MEMS陀螺仪与三轴MEMS加速度计于一体，尺寸小、功耗低，能提供高精度的实时角速度与线性加速度数据，实现姿态检测，具有出色的温度稳定性，在-40°C到85°C的工作范围内能保持高分辨率，集中体现了深迪十多年的技术成果。

 

SH3001同样采用14 Pins LGA。陀螺仪在±125°/s量程下灵敏度为262 LSB/°/s，在±2000°/s量程下灵敏度为16.4 LSB/°/s，在同应用行业产品中灵敏度不落下风。加速度计的灵敏度同样可以比肩一流。SH3001这一条产品线极大地完善了深迪在MEMS惯性领域的产品系列布局。

 

基于市场导向深迪也开始推出全自主研发的高端IMU方案应用于汽车惯性导航、机器人、工业机械等高端领域。

 

罕王电子 HKE系列

 

罕王电子于 2016 年收购了Maxim Integrated MEMS 业务、产品线和相关专利。目前旗下有三款主推的6轴IMU系列产品：HKE21100、HKE21105、HEK21106/V。

 

本文挑选HKE21105做分析。HKE21105是应用于智能手机、无人飞行控制单元、机器人领域的单片式3轴陀螺仪和3轴加速度计超精确IMU。

 

高带宽（400Hz）和高ODR（10kHz）让这个系列拥有极快的响应速度。在同类产品中HEK21106/V有最小的相位延迟，10Hz时~1.8°。

 

（HKE21105，图源：罕王电子官网）

 

这个系列的IMU内置了嵌入式数字输出温度传感器，能进行自动温度补偿，在整个温度和时间范围内保持超高的稳定度。目前在无人机控制上应用最为广泛。

 

新纳传感 OPENIMU系列

 

新纳于2017年从美新半导体公司分拆出来，是主营MEMS传感器的公司。

 

（OpenIMU330，图源：新纳官网）

 

OpenIMU330B是一款特点及其鲜明的6 DOF表面封装IMU产品，兼容新纳开源IMU开发平台。Open系列的产品的每个惯性传感器都带三重冗余，市场主打汽车L3高级辅助驾驶和其他大批量应用市场。

 

OpenIMU330B采用的三重冗余架构，结合小型、低成本封装，完全满足汽车自动驾驶和高级辅助驾驶市场高安全性的条件下做到了低成本要求。

 

作为应用在自动驾驶领域的IMU，330B集成了32位ARM M4 CPU带浮点运算单元，同时内置了开源的卡尔曼滤波器。加速度在8g范围内带宽为5-50Hz，陀螺仪的温度误差仅为0.3 deg/sec。

 

小结

 

随着消费级市场的冗余，应用于汽车惯性导航、机器人、工业机械、农业机械、航空和航海等领域的高端类IMU将会成为国内MEMS厂商获得竞争优势的关键因素。